Al meer dan twintig jaar is het Neil Gehrels Swift Observatorium van NASA een essentieel hulpmiddel voor astronomen bij het detecteren en analyseren van de krachtigste explosies van het universum: gammaflitsen. Het ruimtevaartuig bevindt zich nu echter in een cruciale race tegen de klok. Botsingen met atmosferische deeltjes slepen het gestaag richting de aarde, waardoor later dit jaar een vurig einde dreigt.
In plaats van Swift te laten vallen, heeft NASA groen licht gegeven voor een gedurfde reddingsmissie: een robotachtig ruimtevaartuig zal proberen Swift voorzichtig te vangen, hem in een veiliger baan te brengen en hem vervolgens los te laten. Deze inspanning gaat niet alleen over het redden van één telescoop; het is een testcase voor het verlengen van de levensduur van toekomstige ruimtewetenschapsmissies. De technologie achter deze missie verbetert snel, waardoor dergelijke interventies steeds haalbaarder worden.
De uitdaging van orbitaal verval
Alle ruimtevaartuigen in een lage baan om de aarde (vooral onder de 600 kilometer) worden beïnvloed door atmosferische weerstand. Zonneactiviteit vergroot deze weerstand, wat betekent dat Swift nu sneller hoogte verliest dan aanvankelijk voorspeld. Het observatorium werd gelanceerd op een afstand van 600 km, en ondanks vroege overlevingsprognoses tot in de jaren 2030 heeft de toegenomen zonneactiviteit tot een herevaluatie gedwongen. Zonder tussenkomst zal Swift opnieuw de atmosfeer van de aarde binnendringen en later dit jaar verbranden.
De urgentie van deze situatie was voor NASA aanleiding om in actie te komen. Hoewel een mislukking sowieso het verlies van de telescoop betekent, kan succes jaren aan aanvullende wetenschappelijke gegevens opleveren.
Het reddingsplan van $ 30 miljoen
NASA heeft Katalyst Space Technologies een contract ter waarde van $30 miljoen gegund voor een reddingsmissie die begin juni van start gaat. Deze tijdlijn is uitzonderlijk snel voor zo’n complexe onderneming: robotonderhoud in de ruimte is notoir moeilijk en is nog nooit geprobeerd voor een wetenschappelijke missie.
Eerdere onderhoudsmissies, zoals de reparaties van de Hubble-ruimtetelescoop door astronauten, waren afhankelijk van het menselijk aanpassingsvermogen. Deze robotpoging zal veel uitdagender zijn. De vooruitgang in de sector suggereert echter dat dit nu binnen handbereik is. Northrop Grumman heeft de haalbaarheid van levensverlenging door robots al bewezen met commerciële satellieten die hun Mission Extension Vehicles gebruiken.
De robotgrijper
Katalyst bouwt een driearmig robotachtig ruimtevaartuig dat is ontworpen om Swift te vangen. De grootste uitdaging? Swift is niet gebouwd met robotonderhoud in gedachten. “Het ruimtevaartuig is meer dan twintig jaar geleden gebouwd, dus er is niet eens goede documentatie over hoe sommige van deze interfaces eruitzien”, legt Kieran Wilson, de hoofdonderzoeker van Katalyst, uit.
Het ruimtevaartuig wordt gelanceerd via een Pegasus-raket die uit een aangepast straalvliegtuig wordt gedropt om de equatoriale baan van Swift te bereiken. Gedurende een aantal maanden zal de robot Swift voorzichtig naar een hoogte van 550 km trekken, waarna hij zichzelf losmaakt om in de atmosfeer op te branden – een passend offer voor de missie.
Een nieuw tijdperk voor de levenscycli van ruimtevaartuigen?
De missie brengt aanzienlijke risico’s met zich mee. Zoals Ghonhee Lee, CEO van Katalyst, toegeeft: “Wat mij ‘s nachts wakker houdt, zijn de dingen waar we geen controle over hebben.” Maar als dit lukt, zou deze reddingsactie de manier waarop we over de levenscycli van ruimtevaartuigen denken opnieuw kunnen definiëren.
Het vermogen van Swift om astronomische gebeurtenissen snel op te volgen is van onschatbare waarde, vooral nu er nieuwe observatoria online komen. Robotonderhoud zou een veel goedkoper alternatief kunnen bieden voor het bouwen van geheel nieuwe missies, waardoor de ruimtewetenschap duurzamer zou worden. Zoals Brad Cenko, een astrofysicus bij NASA, het verwoordt: “Het lijkt bijna alsof het een nieuwe missie is… maar je krijgt hem voor slechts een fractie van wat het zou kosten om daadwerkelijk iets helemaal opnieuw te bouwen.”
